[发明专利]一种钢-混凝土界面剪力承载测试推出试件及其制备方法和应用

说明书

一种钢‑混凝土界面剪力承载测试推出试件，该推出试件包括钢板、剪力连接件、刚性连接件以及混凝土板。所述剪力连接件包括两个半剖剪力件，即两个半剖剪力件通过刚性连接件连接来等效模拟一个完整的剪力连接件。两个半剖剪力件呈对称式分别固定设置在钢板的两侧边缘上，并且两个半剖剪力件的剖面均与钢板的侧面平齐。本发明提供的钢‑混凝土界面剪力承载测试推出试件可以在可视条件下进行界面破坏试验，能够对混凝土局部楔块和栓钉根部间受荷形变的形成、破坏过程以及受力变形响应进行原位观察和测量，从而对准确评估钢‑混凝土界面传力性能和疲劳寿命、完善钢‑混凝土结构设计理论具有重要的科学意义。

技术领域

本发明涉及钢-混凝土界面剪力承载测试设备，具体涉及一种钢-混凝土界面剪力承载测试推出试件及其制备方法和应用，属于土木工程结构实验测试技术领域。

背景技术

钢-混凝土组合结构是指钢板和混凝土板通过剪力连接件连成整体的构件。由于其具有承载力高、刚度大、稳定性好等优点，因此被广泛用于桥梁结构和建筑结构等土木工程相关领域，并取得了较好的经济效益。

钢-混凝土界面的有效连接件是保证组合结构正常服役的关键的前提，界面由剪力连接件连接，荷载作用下界面会发生一定的滑移，钢板、剪力连接件和混凝土相互作用变形，通过剪力连接件和界面摩擦共同将上部混凝土剪力传递给下部钢梁。目前，国内外学者通过传统的普通推出试件对栓钉连接钢-混凝土界面性能开展了大量的研究，提出了混凝土局部楔块的概念，认为钢-混凝土界面剪力主要通过栓钉及其根部混凝土局部楔块传递给下部钢板。这种楔形效应与钢-混凝土界面破坏过程是密切相关的，是不可忽略的，对钢-混凝土界面破坏过程的观察显得尤为重要。采用传统的钢-混组合结构推出试件(如CN201210416210)，由于混凝土局部楔块的形成位置隐蔽、栓钉根部间受荷形变响应范围十分有限，难以对其形成、破坏过程以及受力变形响应进行可视化观测，因此需要一种界面破坏过程中能够对其进行持续观测的可视试件。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，提供一种钢-混凝土界面剪力承载测试推出试件及其制备方法和应用，本发明提出的钢-混凝土界面剪力承载测试推出试件将剪力连接件分为两个半剖剪力件且成对的对称设置在钢板的两侧边缘，在浇筑混凝土板后，半剖剪力件的剖面暴露于混凝土板外部并与混凝土板的侧面齐平，对称设置的两个半剖剪力件的顶端通过刚性连接件连接为一个完整的剪力连接件，本发明提供的钢-混凝土界面剪力承载测试推出试件在进行钢-混凝土界面破坏试验时能够对破坏过程进行直观地观测。

根据本发明的第一种实施方案，提供一种钢-混凝土界面剪力承载测试推出试件。

一种钢-混凝土界面剪力承载测试推出试件，该推出试件包括钢板、剪力连接件、刚性连接件以及混凝土板。所述剪力连接件包括两个半剖剪力件，即两个半剖剪力件通过刚性连接件连接来等效模拟一个完整的剪力连接件。两个半剖剪力件呈对称式分别固定设置在钢板的两侧边缘上，并且两个半剖剪力件的剖面均与钢板的侧面平齐。呈对称设置的两个半剖剪力件的顶端之间通过刚性连接件进行连接。所述混凝土板浇筑在钢板、呈对称设置的两个半剖剪力件以及刚性连接件之间，其中：混凝土板的底面与钢板的上表面紧密贴合，混凝土板的两个侧面分别与两个半剖剪力件的剖面齐平，混凝土板上表面的水平高度不低于半剖剪力件顶端的水平高度。

优选的是，所述刚性连接件为条形钢连接件，其两端分别固定连接在半剖剪力件的顶端内侧。浇筑完混凝土板后，该条形钢连接件的上表面与混凝土板的上表面齐平或者该条形钢连接件整体被浇筑在混凝土板的内部。优选，该条形钢连接件的刚度大于半剖剪力件的刚度。

优选的是，所述刚性连接件为两端弯折的∩形钢连接件(即条形钢的两端均朝同一个方向弯折90°)，∩形钢连接件的两端弯折部分别固定连接在半剖剪力件的顶端外侧。浇筑完混凝土板后，该∩形钢连接件的内表面与混凝土板的上表面紧密贴合。优选，该∩形钢连接件的刚度大于半剖剪力件的刚度。